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1 生态环境学报 2015, 24(11): Ecology and Environmental Sciences 基于标准化降水指数的辽宁省近 54 年干旱时空规律分析高西宁 1, 徐庆喆 1, 丛俊霞 1, 徐亚琪 1. 沈阳农业大学农学院, 辽宁沈阳 ;2. 盖州市气象局, 辽宁营口摘要 : 辽宁省是干旱较为严重的地区之一, 研究该地区干旱的时空分布特征, 对有效应对旱灾, 采取防御措施, 降低旱灾的危害有着积极的意义利用该区域 52 个气象站年逐月降水资料, 采用标准化降水指数 (SPI) 经验正交函数 (EOF) 以及旋转经验正交函数 (REOF) 等方法, 分析了近 54 年来辽宁省干旱时空变化分布特征及分区研究研究结果表明 : 辽宁省干旱主要发生在 19 世纪 60 年代至 70 年代初 70 年代末至 80 年代初 80 年代末至 90 年代初和 21 世纪初春季干旱和秋季干旱发生的范围较大, 持续时间较长, 年份较多, 冬季干旱发生范围次之, 夏季干旱发生的范围较小, 年份也较少根据 REOF 分解的结果, 可以将辽宁省干旱划分为西北部地区中部和东北部地区东南部地区划分的各个区域中, 参考各区域 SPI12 的平均值可知,3 个地区的平均 SPI12 曲线变化趋势基本一致, 但也存在差异性最明显的差异是西北地区与东南地区的差异, 出现干旱的年份数量各地区大致相等从干旱的时段来看, 东南部地区中部和东北部地区各有 1 次较长时段的干旱, 西北部地区有 2 次较长时段的干旱, 而且相对另外两个区域干旱级别达到中旱以上的时段较少关键词 : 干旱 ; 标准化降水指数 (SPI); 经验正交函数 (EOF); 旋转经验正交函数 (REOF) DOI: /j.cnki 中图分类号 :X16 文献标志码 :A 文章编号 : (2015) 引用格式 : 高西宁, 徐庆喆, 丛俊霞, 徐亚琪. 基于标准化降水指数的辽宁省近 54 年干旱时空规律分析 [J]. 生态环境学报, 2015, 24(11): GAO Xining, XU Qingzhe, CONG Junxia, XU Yaqi. Temporal and Spatial Patterns of Droughts Based on Standard Precipitation Index (SPI) in Liaoning Province in Recent 54 a [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2015, 24(11): 干旱是全球范围内发生的最常见的一种自然灾害, 它对经济发展和社会生活的影响之大范围之广持续之久危害之深都超过了其它的自然灾害 ( 陈晓楠等,2009) 近年来, 已有许多学者对干旱的分布特征及其成因进行了深入的研究 ( 谢安等,2003; 翟盘茂等,2005; 马柱国等,2007; 魏凤英等,2009; 黄会平,2010; 张淑杰等,2013) 随着社会的发展人口的增加以及全球气候变暖的加剧, 旱灾发生的频率不断增加, 同时, 干旱所带来的影响和损失不再局限于农业领域, 已经扩展到人类社会的各个方面干旱成因复杂, 受多个因素的影响, 评价指标的适用性受研究区域和时间尺度的限制 ( 李维京等,2003; 黄晚华,2010) 常用的旱涝指标主要包括 Z 指数 Palmer 干旱指数 (PDSI) 降水距平百分率标准化降水指数 (SPI) 标准化降水蒸发指数 (SPEI) 等, 国际上有许多学者对比研究了不同旱涝指标对干旱的评估及监测效果 ( 王密侠等,1986;Quiring et al.,2013; 卫捷等,2003; 袁文平等,2004 孙滨峰等,2015) 其中,SPI 采用 Γ 分布概率来描述降水量的变化, 具有多时间尺度且计算简单, 可消除降水的时空差异, 对干旱变化反应敏感, 能很好地反映不同区域和时段的干旱状况 (Quiring et al.,2013;patel et al.,2007;raziei et al.,2013) 我国许多学者也利用 SPI 对我国不同区域干旱进行了研究, 得到了研究区域干旱的强度时空分布发生频率等方面的研究成果 ( 周扬等,2013; 车少静等,2010; 任余龙等,2013; 樊任华等,2008; 郭冬冬等,2014) 辽宁省地处欧亚大陆东岸, 属温带大陆性季风气候, 地形复杂, 受地理位置和季风进退的影响, 各类气候灾害的发生较为频繁, 尤其是旱涝灾害持续时间长, 影响范围广 ( 纪瑞鹏等,2006) 本文利用 52 个气象站降水资料计算的 SPI 对辽宁省的干旱等级进行了划分, 并在此基础上分析辽宁省干旱的时间和空间分布特征, 对有效预防及应对干旱, 削弱旱灾的影响, 促进农业持续发展具有重要的意义 1 资料和方法 1.1 资料本文使用的是年辽宁省 52 个气象基金项目 : 国家自然科学基金项目 ( ) 作者简介 : 高西宁 (1973 年生 ), 男, 副教授, 博士, 主要从事气候变化研究 @163.com 收稿日期 :

盖州市气象局, 辽宁营口 115200 2 摘要 : 辽宁省是干旱较为严重的地区之一, 研究该地区干旱的时空分布特征, 对有效应对旱灾, 采取防御措施, 降低旱灾的危害有着积极的意义利用该区域 52 个气象站 1961 2014 年逐月降水资料, 采

2 1852 生态环境学报第 24 卷第 11 期 (2015 年 11 月 ) 站逐月降水资料, 来源于辽宁省气象局 1.2 研究方法标准化降水指数标准化降水指数 (SPI) 是由 Mckee et al.(1993) 提出, 表征某段时间内降水量出现概率多少的指标, 并且有多个时间尺度 ( 表 1) 在降水分析中, 采用 Gamma 函数拟合降雨时间序列, 然后再经标准化求得 SPI, 最终采用标准化降水累积频率分布来划分干旱等级表 1 SPI 干旱等级分类表 Table 1 The classification of SPI drought grade 等级 SPI 类型经验正交函数 (EOF) 和旋转经验正交函数 (REOF) 经验正交函数 (EOF) 分解是气候统计诊断中应用最为普遍的方法之一, 在保持原有信息尽量不损失的前提下, 把原始变量场分解为正交函数的线性组合, 构成少数的互不相关典型模态, 代替原始变量场, 每个典型模态都尽可能多地含有原始场信息 EOF 计算步骤 ( 魏凤英,2007) 如下 : (1) 对原始资料矩阵 X 作距平或标准化处理, 然后计算其协方差矩阵 =,S 是的实对称阵 (2) 用求实对称阵的特征值及特征向量方法 ( 最常用 Jacobi 方法 ) 求出 S 阵的特征值和特征向量 (3) 矩阵为对角阵, 对角元素即为的特征值 =(,,, ) 将特征向量值按大小排列为 : 0 (4) 求出时间系数 = (5) 计算每个向量的方差贡献 : = / [ = 1,2,, ( < )] 及前 p 个特征向量的累积方差贡献 : [-0.5, -1.0) [-1.0, -1.5) [-1.5, -2.0) -2.0 轻旱中旱重旱特旱 (1) = / ( < ) (2) 旋转经验正交函数 (REOF) 分解是基于经验正交函数 (EOF) 分解, 采用正交旋转矩阵, 使原始变量场的特征信息集中映射到载荷场所代表的优势空间上, 从而使得旋转后的典型场空间结构更加清晰, 能更好地表现地域的差异, 同时反映不同地域的相关分布状况, 实现将气候要素一致的地区划分为同一区域 (Richman,1986;Kelly et al.,1999; Zhang et al.,2009) 在 EOF 的基础上,REOF 分解的计算步骤如下 : (1) 根据 EOF 分解的方差贡献, 确定旋转特征向量个数 p, 计算初始载荷矩阵 ( = ) (3) (2) 计算公因子方差 h = (4) (3) 对 EOF 分解的计算结果进行极大方差正交旋转, 因子载荷阵正规化 /h, 两两因子旋转得到及方差, 用为新因子载荷阵, 最终得到新因子载荷阵 (4) 计算方差贡献和累积方差贡献本研究采用 EOF 对各站 12 个月的 SPI 序列进行处理, 分析干旱的空间分布特征 ; 为了清晰表示要素场局域特征, 采用 REOF 进行旱涝的区域划分, 即在区域特征分析基础上对 EOF 结果做方差最大正交旋转, 重新分配方差, 使各主特征向量间具有更多的分离性, 得到旋转因子荷载向量 ( 代表空间相关性分布结构 ), 值越大代表相关性越好, 接近 0 代表不相关 2 结果与分析 2.1 干旱的时间变化特征不同时间尺度的 SPI 变化特点多个时间尺度上的降水量比较, 既能反映长时期水资源的演变情况, 又可以反映短时间内降雨量的变化, 为了实现这一比较需要对某一时间尺度内降水量的概率进行累积不同时间尺度的 SPI 可用于监测不同类型的干旱, 分别计算 4 个时间尺度的辽宁省各站 SPI 平均值 ( 个月 ), 分别记为 SPI1 SPI3 SPI6 SPI12( 图 1) 从图 1 可以看出, 由于受到短时间降水的影响比较大, 短时间尺度 (1 个月和 3 个月 ) 的 SPI 值频繁在 0 上下波动 ; 随着时间尺度变大,SPI 值受短时间降水的影响逐渐变小, 变化比较缓慢, 周期性更明显, 可以清楚地看出长期的旱涝趋势变化特征图 1 可以看出,1963 年 SPI3 和 SPI6 都显示出辽宁省发生特旱,SPI 值都小于 -2.0, 而 SPI1 表明辽宁省发生重旱, 干旱程度较 SPI3 和 SPI6 轻,SPI12 表明辽宁省降水接近正常值, 未达到干旱等级 2001 年 SPI12 和 SPI3 表明辽宁省发生重旱,SPI6 表明辽宁省发生中旱 2014 年末 SPI3 SPI6 SPI12 都达到了中旱, 而 SPI1 表明只发生轻旱这说明, 不同时间尺度的 SPI 值所表现出的干旱等级不同,

等级分类表 Table 1 The classification of SPI drought grade 等级 SPI 类型 1 2

3 高西宁等 : 基于标准化降水指数的辽宁省近 54 年干旱时空规律分析 1853 图年辽宁省全省平均个月时间尺度 SPI 变化特征 Fig. 1 The characteristics of average SPI with 1, 3, 6, 12 month time scales in Liaoning province during 但 4 个图中折线的大体变化趋势是相同的 SPI1 显示 2000 年 6 7 月 2001 年 2 4 月辽宁省发生干旱,SPI3 显示 2000 年 6 9 月 2001 年 4 6 月发生干旱,SPI6 显示 2000 年 6 12 月 2001 年 4 9 月发生干旱,SPI12 显示 2000 年 8 月 2001 年 6 月辽宁省为干旱阶段, 这说明随着时间尺度的增加, 干旱的起始时间和终止时间相应延后, 且干旱时段越来越连续, 造成这种现象的原因是前期降水变化对干旱的累积影响干旱的年际变化特征为研究辽宁省干旱的年际变化特征, 分析了年尺度的 SPI, 即 SPI12 的变化趋势, 同时 SPI12 可以更好地反映出干旱发生的具体时段通过 SPI12 的变化过程 ( 图 1), 可以看出辽宁省年整体的干旱情况从干旱发生的频率来看, 大约 3~5 a 就会发生一次干旱, 其中年这 5 年之中每年都有干旱发生, 年这 14 年之中有 11 a 发生干旱, 这两个时段干旱发生的频率比较高从干旱发生的时间长短来看,1999 年 8 月 2003 年 8 月这 4 年之中几乎每个月都发生干旱, 为近 50 年当中全省干旱持续时间最长的时间段干旱发生的主要年份有和 2014 年从干旱发生的级别来看, 最严重的年份为 2001 年, 其中 2001 年 5 月的 SPI12 值达到了 -1.82, 级别为重旱, 级别达到中旱的主要年份为和 2014 年, 其余的干旱年份均为轻旱, 没有特旱的情况发生由于采用的是各站 SPI12 的平均值, 所以反映出的只是全省干旱的平均状况, 而各个站点的干旱状况无法直观得出干旱的季节变化特征由于 3 个月时间尺度的 SPI 能够较好地反映出干旱的季节变化状况, 本文应用 SPI3 来分析干旱的季节性变化特征 ( 图 2) 本文对季节的划分方法为 : 春季 3 5 月, 夏季 6 8 月, 秋季 9 11 月, 冬季 12 2 月春旱 : 春旱发生范围较大的年份 ( 站数 25) 大致有年, 共 17 年年这 10 年的时间里, 春旱发生的范围相对较小, 而在其他时段里发生的范围较大夏旱 : 夏旱发生范围较大的年份 ( 站数 25) 大致有年, 共 14 年秋旱 : 秋旱发生范围较大的年份 ( 站数 25) 大致有年, 共 16 年秋旱在年这 10 年的时间里发生的范围相对较小, 而在年这段时期里发生的范围较大冬旱 : 冬旱发生范围较大的年份 ( 站数 25) 大致有

显示 2000 年 6 9 月 2001 年 4 6 月发生干旱,SPI6 显示 2000 年 6 12 月 2001 年 4 9 月发生干旱,SPI12 显示 2000 年 8 月 2001 年 6 月辽宁省为干旱阶段, 这说明随着时间尺度的增加, 干旱的起始时间和终止时间相应延后, 且干旱时段

4 1854 生态环境学报第 24 卷第 11 期 (2015 年 11 月 ) 图年各个季节发生干旱站数 Fig. 2 The number of drought stations in different season during 年, 共 16 年这些年份分布比较均匀, 没有长时间的大范围或者小范围冬旱发生 2.2 干旱的空间变化特征利用经验正交函数 (EOF) 分解方法, 对全省 52 个站点的 SPI12 值进行分析, 分析结果表明, 前 3 个特征向量共解释了 69.5% 的总方差, 第 4 个特征向量以后, 各向量的方差贡献较小, 可见前 3 个特征向量可以很好地表征辽宁省降水变化和空间特征分布特征本文只对前 3 个特征向量进行分析图 3 给出了前 3 个特征向量空间分布, 其中, 第 1 特征向量解释了总方差的 52.1%, 所占的贡献最大, 是辽宁省干旱空间分布的主要形态第 2 3 特征向量分别解释了总方差的 10.5% 7.0%, 可见各站干旱变化具有显著的一致性, 同时也存在一定的差异性第 1 特征向量取值均为正值, 都在 0.1~0.16 之间, 分布比较均匀 ( 图 3a) 这表明辽宁省旱涝具有总体一致的变化趋势, 这种全省一致的特性显然是受大尺度天气系统温带季风气候影响所致大值区分布在辽宁省中部和东北部地区, 即锦州沈阳抚顺辽阳铁岭一带, 西部和东南部值较小, 而且中部地区对全省旱涝的贡献大于西部和东南部, 是旱涝变率最大的地区第 2 特征向量取值在 -0.21~0.21 之间, 正值区在西北部, 负值区在东南部, 呈现出西北 - 东南的带状分布特征 ( 图 3b), 表明西北部和东南部恰好相反的干旱变化特征, 这种分布特征是受距离海域远近的影响所致第 3 特征向量取值在 -0.2~0.25 之间, 正值区在西北和东南部, 负值区在中部, 辽阳鞍山营口 ( 图 3c), 这表明中部与西北东南部的干旱变化趋势相反, 这与辽宁省地形分布有关, 东西两侧为山地和丘陵, 中部为倾斜平原为了进一步对辽宁省干旱区域进行划分, 对 SPI12 序列的前 3 个特征向量按最大方差进行旋转, 分析后的结果表明, 前 3 个旋转特征向量累积解释方差为 69.5%, 分别解释了总方差的 28.7% 21.8% 和 19.0% 这表明旋转后的总方差贡献率没有变化, 但 3 个旋转特征向量间的方差贡献率更加平均按照旋转后的结果, 可以大致把辽宁省干旱分为 3 个区域 : 西北部地区 ( 建平等站 ) 东南部地区 ( 草河口等站 ) 中部和东北部地区 ( 沈阳等站 ), 分区结果见图 4 这种划分结果与辽宁省地形分布和距海远近相一致, 西北部为山地丘陵区, 且距海较远 ; 东南部为山地丘陵, 且距海洋较近 ; 中部平原距海洋远近适中分别计算各区域的 SPI12 平均值 ( 图 5), 得到各区域干旱年份 ( 表 2) 3 个地区的平均 SPI12 曲线变化趋势基本一致 ( 图 5), 如 1982 年年全省干旱但也存在差异性, 从变化曲线可知, 最明显的差异是西北地区与东南地区的差异, 这与旋转经验正交函数分解第 2 旋转特征向量结果相对应, 如 1966 年东南部地区干旱, 而西北部地区正常 ; 年东南部地区干旱, 而西北部地区正常出现干旱的年份数量各地区大致相等, 中部和东北部地区出

2 干旱的空间变化特征利用经验正交函数 (EOF) 分解方法, 对全省 52 个站点的 SPI12 值进行分析, 分析结果表明, 前 3 个特征向量共解释了 69.

5 高西宁等 : 基于标准化降水指数的辽宁省近 54 年干旱时空规律分析 1855 a b c 图年 SPI12 前 3 个特征向量场的空间分布图 (a b c 分别为第 1 第 2 第 3 个特征向量的空间分布图 ) Fig. 3 Spatial distribution of the first three SPI12 eigenvectors during (a, b, c represents the first, second and third eigenvectors spatial distribution) 图 4 辽宁省干旱分区图 Fig. 4 The partition of drought area in Liaoning province 表 2 各区域干旱年份与级别 Table 2 Year and level of drought in each area 区域轻旱中旱重旱特旱西北部地区东南部地区中部和东北部地区

4 The partition of drought area in Liaoning province 表 2 各区域干旱年份与级别 Table 2 Year and level of drought in each area 区域轻旱中旱重旱特旱西北部地区东南部地区中部和东北部地区 1961 1967 1969 1973

6 1856 生态环境学报第 24 卷第 11 期 (2015 年 11 月 ) 图 5 各区域平均 SPI12 随时间变化特征 Fig. 5 The characteristics of average SPI12 in each area 现重旱的年份最少, 但曾经出现特旱的年份从干旱的时段来看, 西北部地区的 1980 年 7 月 1984 年 6 月 1999 年 7 月 2003 年 9 月, 中部和东北部地区的 1999 年 8 月 2003 年 7 月, 东南部地区的 1999 年 8 月 2003 年 8 月这几个时段干旱持续时间较长总体来看发生中旱以上级别干旱的时段西北部地区最少 3 结论与讨论 3.1 结论本文依据年辽宁省 52 个地面观测站的降水数据, 采用标准化降水指数 (SPI) 的方法, 分析了近 54 年来辽宁省干旱时空变化分布特征, 主要结论如下 : 从时间上来看, 辽宁省干旱主要发生在 60 年代至 70 年代初 70 年代末至 80 年代初 80 年代末至 90 年代初和 21 世纪初干旱发生的主要年份有和 2014 年干旱发生的季节分布中, 春旱和秋旱发生的范围较大, 持续时间较长, 冬旱次之, 夏旱发生的范围较小, 时段也较短从空间上看, 根据旋转经验正交函数分解的结果, 可按照干旱发生规律将辽宁省分为 3 个区域 : 西北部地区 ( 建平等站 ) 东南部地区 ( 草河口等站 ) 中部和东北部地区 ( 沈阳等站 ) 划分的各个区域中, 参考各区域 SPI12 的平均值可知,3 个地区的平均 SPI12 曲线变化趋势基本一致, 但也存在差异性最明显的差异是西北地区与东南地区的差异, 出现干旱的年份数量各地区大致相等从干旱的时段来看, 东南部地区中部和东北部地区各有 1 次较长时段的干旱, 西北部地区有 2 次较长时段的干旱, 而且相对另外两个区域干旱级别达到中旱以上的时段较少 3.2 讨论基于 SPI 指数评价辽宁省干旱的时间和空间分布特征具有重要的现实意义, 评价结果可为该地区制定应对未来气候变化措施提供科学依据, 以期对干旱的应对和防御提供借鉴 SPI 指数考虑了降水服从偏态分布的事实, 而且进行了正态标准化处理, 能准确衡量各时段的旱涝状况, 其计算也具有稳定的特性, 因此比较准确 SPI 通过求算给定时间尺度的累积概率, 使其能够在多个尺度上进行计算, 本文就利用 SPI12 分析了干旱的年际变化,SPI3 分析干旱的季节变化但是研究中存在一些不足, SPI 指数没有表现出区域干旱的差异性, 而且仅考虑了降水要素, 还有待与连续无雨日土壤相对湿度降雨日数和温度等指标综合对该地区的干旱演变特征进行深入的研究干旱的时空分布十分复杂, 影响干旱时空分布的因素也比较多, 所以还有待进一步研究参考文献 : KELLY P M, JONES P D. JIA P Q Spatial patterns of variability in the global surface air temperature data set [J]. Journal of Geophysical Research, 104: MCKEE T B, DOESKEN N J, KLEIST J The relationship of drought frequency and duration to time scales [C]//Proceeding of 8 th Conference on Applied Climatology. Anaheim, California, American Meteorological Society: PATEL N R, CHOPRAB P, DADHWAL V K Analyzing Spatial Patterns of Meteorological Drought Using Standardized Precipitation Index [J]. Meteorological Applications, 14(4): QUIRING S M, PAPAKRYIAKOU T N An Evaluation of Agricultural Drought Indices for the Canadian Prairies [J]. Agricultural and Forest Meteorology, 118(1-3): RAZIEI T, BORDI I, PEREIRA L S Regional Drought Modes in Iran Using the SPI: The Effect of Time Scale and Spatial Resolution [J]. Water Resources Management, 27(6):

7 月, 东南部地区的 1999 年 8 月 2003 年 8 月这几个时段干旱持续时间较长总体来看发生中旱以上级别干旱的时段西北部地区最少 3 结论与讨论 3.

7 高西宁等 : 基于标准化降水指数的辽宁省近 54 年干旱时空规律分析 1857 RICHMAN M B Rotation of Principal Components [J]. Journal of Climatology, 6(3): SIMS A P, NIYOGI D D S, RAMAN S Adopting drought indices For estimating soil moisture: a North Carolina case study [J]. Geophysical Research Letters, 29(8): ZHANG Q, XU C Y, ZHANG Z, et al Spatial and temporal variability of precipitation over China, [J]. Theoretical and Applied Climatology, 95(1): 车少静, 李春强, 申双和基于 SPI 的近 41 年 ( ) 河北省旱涝时空特征分析 [J]. 中国农业气象, 31(1): 陈晓楠, 段春青, 刘昌明, 等基于两层土壤计算模式的农业干旱风险评估模型 [J]. 农业工程学报, 25(9): 樊任华, 刘成林基于 SPI 的江西夏季干旱时空特征分析 [J]. 江西水利科技, 34(4): 郭冬冬, 郭树龙, 李彩霞, 等基于 SPI 的淮河流域旱涝时空分布特征研究 [J]. 灌溉排水学报, 33(6): 黄会平年我国干旱灾害特征及成因分析 [J]. 冰川冻土, 32(4): 黄晚华, 杨晓光, 李茂松, 等基于标准化降水指数的中国南方季节性干旱近 58a 演变特征 [J]. 农业工程学报, 26(7): 纪瑞鹏, 张玉书辽宁省农业气候资源精细化模拟与专题区划 [M]. 沈阳 : 辽宁科学技术出版社. 李维京, 赵振国, 李想, 等中国北方干旱的气候特征及其成因的初步研究 [J]. 干旱气象, 21(4): 1-5. 马柱国, 任小波年中国区域干早化特征 [J]. 气候变化研究进展, 3(4): 任余龙, 石彦军, 王劲松, 等年西北地区基于 SPI 指数的干旱时空变化特征 [J]. 冰川冻土, 35(4): 孙滨峰, 赵红, 王效科基于标准化降水蒸发指数 (SPEI) 的东北干旱时空特征 [J]. 生态环境学报, 24(1): 王密侠, 马成军, 蔡焕杰农业干旱指标研究与进展 [J]. 干旱地区农业研究, 16(3): 卫捷, 马柱国 Palmer 干旱指数地表湿润指数与降水距平的比较 [J]. 地理学报, 58( 增刊 ): 魏凤英, 张婷东北地区干旱强度频率分布特征及其环流背景 [J]. 自然灾害学报, 18(3): 1-7. 魏凤英现代气候统计诊断与预测技术 [M]. 北京 : 气象出版社 : 谢安, 孙永罡, 白人海中国东北近 50 年干旱发展及对全球气候变暖的响应 [J]. 地理学报, 58( 增刊 ): 袁文平, 周广胜标准化降水指标与 Z 指数在我国应用的对比分析 [J]. 植物生态学报, 28(4): 翟盘茂, 邹旭恺年中国气温和降水变化及其对干旱的影响 [J]. 气候变化研究进展, 1(1): 张淑杰, 张玉书, 李广霞, 等辽宁旱灾的分布特征极其成因分析 [J]. 中国农学通报, 29(5): 周扬, 李宁, 吉中会, 等基于 SPI 指数的年内蒙古地区干旱时空分布特征 [J]. 自然资源学报, 28(10): Temporal and Spatial Patterns of Droughts Based on Standard Precipitation Index (SPI) in Liaoning Province in Recent 54 a GAO Xining 1, XU Qingzhe 1, Cong Junxia 1, XU Yaqi 2 1. College of Agronomy, Shenyang Agricultural University, Shenyang, Liaoning , China; 2. Meteorological Bureau of Gaizhou, Yingkou, Liaoning , China Abstract: Liaoning province is one of the severe drought areas. The study of the spatial-temporal distribution characteristics of drought in the region has positive significance to effectively response to drought, to take defensive measures and to reduce the harm of drought. This research analyzed nearly 54 years drought spatial-temporal characteristics distribution in Liaoning Province on the basis of the precipitation data of 52 meteorological stations from 1961 to 2014 by using standardized precipitation index (SPI), empirical orthogonal function (EOF) and rotated empirical orthogonal function (REOF). The results showed that the drought mainly occurred in the 1960s to the beginning of 1970 s, in the late 1970 s to early 1980 s, in the late 1980 s to early 1990 s and at early 21st century in Liaoning Province. Spring drought and autumn drought had the largest range, the longest duration time, and the most number of years, the range of winter drought happened less, and summer drought had the smallest range, and the least number of years. According to the result of REOF, the drought area in Liaoning Province can be divided into the northwest area, the central and northeast area, and the southeast area. Referring to the mean SPI12 of the divided areas, the results showed that the variation tendency of the mean SPI12 of the three areas was mainly the same, but there were also differences. The most obvious difference was the difference between the northwest area and the southeast area. The number of years of drought in the three areas was mainly the same. And for the drought period, both the southeast area and the central and northeast area had a long drought period each, the northwest area had two long drought periods, and the number of drought period in this area that reached middle drought or higher was the least compared to other two areas. Key words: drought; Standardized Precipitation Index (SPI); Empirical Orthogonal Function; Rotated Empirical Orthogonal Function

Spatial and temporal variability of precipitation over China, 1951-2005 [J]. Theoretical and Applied Climatology, 95(1): 53-68. 车少静, 李春强, 申双和. 2013.

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第期李伟等用方法对中国历史气温数据插值可行性讨论李伟李庆祥江志红使用插值方法对已经过质量控制和均一化的年月年月中国全部基本基准站气温资料逐月进行空间插值通过站点的实际序列与插值后格点序列进行比较针对相关系数和线性趋势等多个量来检验方法对气候资料插值的